We recently developed a unique short life mouse strain, klotho in which a single gene mutation caused multiple aging related disorders. klotho gene encodes a novel type 1 membrane protein of β-glucosidase family and expressed mainly in kidney, brain and parathyroid grand. From the analysis of klotho mutants and the molecular function of klotho gene, the following observations have been elucidated. (1) Klotho proteins are detected in ER-Golgi apparatus, on a cell membrane and a 130 kd processed form containing almost extra-cellular domain is existed in serum. (2) Monoclonal antibodies against each of these three types of Klotho proteins were established and Klotho protein was detected by high sensitive antibodies against the 130 kd processed form. (3) β-glucosidase activity of Klotho protein has been suggested. (4) By analysing the lacZ function precisely intgrated just downstream region of translational initiation site of klotho gene, expression of klotho gene was detected at distal c
… Moreonboluted tubule cells in kidney, parathyroid hormon producing main cells, and choroid plexus in brain. (5) Klotho protein has been suggested to be a critical molecule for the fundamental mechanisms involved in the regulation of calcium and phosphorus homeostasis, heart rate, serum glucose concentration, sexual maturation and other maintenance system of healthy state of individuals. (6) The chromosomal localization of the human klotho was mapped to 13q12. At 13q12, where inherited premature aging syndrome and related disorders have not been assigned. 7 novel polymorphisms were howevcr identified from the klotho gene and suggested to associate with the aging related phenotypes. (7) β-klotho, a homologue of klotho was identified and β-klotho gene was predominantly expressed in liver, pancreas and white and brawn adipose tissues. The analysis of knockout mouse of β-klotho is on going.(1)Klotho蛋白には立体構造、結合糖鎖、翻訳後プロセッシングの違いによる4つのタイプがあり、それらはER,Golgiに存在する細胞内タイプ、細胞膜タイプ、細胞外ドメインの中央でプロセスされる分泌型short Form(mKL1よりなる)、膜貫通ドメインでプロセスされる全長に近い分泌型Long Form(mKL1,mKL2を含む)からなる。これらは結合糖鎖や立体構造が異なっており、それぞれを優先的に認識するモノクローナル抗体を作成した。(2)分泌型を高感度に認識する抗体を用いて、Klotho蛋白が血清中に存在することを証明した。(3)Klotho蛋白は活性中心の構造に変異があるとはいえ、構造的にはβ-Glucosidaseに相同性があることから、酵素活性の有無を追求してきたが、糖鎖切断活性を強く支持する結果が得られた。Klotho蛋白は少なくもターゲット分子の糖鎖を修飾対象、あるいは認識対象の一部としていると推定される。(4)Klotho遺伝子座にlacZ遺伝子をノックインしたマウスの解析により、Klotho遺伝子は腎尿細管、脳の脈絡膜、副甲状腺ホルモンを産生する副甲状腺の主細胞で強く発現することを見いだした。(5)Klothoを発現する尿細管細胞ではカルシウムホメオスタシスに関連する重要な遺伝子がそろって発現しており、更に、Klotho変異マウスではカルシウム制御の鍵となる遺伝子の発現変異が観察された。これらの結果はKlotho発現細胞、及び、Klotho蛋白のカルシウムホメオスタシス制御における重要性を強く示唆している。(6)蛋白の全体構造、β-Glucosidase活性中心の構造比較から、klotho遺伝子のホモログ、β-klotho遺伝子を同定した。β-klotho遺伝子は膵臓、肝臓、白色、褐色脂肪細胞で比較的高い発現が確認されている。また、ノックアウトマウスの作成、モノクローナル抗体を作成した。 Less